Хлоропласты

ПЛАСТИДЫ

Совокупность всех пластид в клетке называется пластидомом. Каждая пластида окружена собственной оболочкой, состоящей из двух биомембран. Иногда у бурых, диатомовых, золотистых, желто-зеленых водорослей этот барьер усложняется за счет примыкающего к хлоропласту канала ЭПС, вследствие чего возникает четырехмембранная система (рис. 1), у эвгленовых за счет плотного прилегания мембраны канала ЭПС создается впечатление образования трехмембранной оболочки.

Зрелые пластиды обычно классифицируются на основании содержащихся в них пигментов.

Хлоропласты

Хлоропласты – пластиды зеленого цвета, на мембранах которых идет процесс фотосинтеза.

Мембраны содержат пигмент хлорофилл, например:

· у высших растений и зеленых водорослей – хлорофилл a и b;

· у диатомовых, бурых, золотистых, желто-зеленых водорослей – хлорофилл a и c;

· у красных водорослей – хлорофилл a и d;

· у сине-зеленых водорослей – хлорофилл a и бактериохлорофилл.

·

Растения, выращенные при недостатке света, имеют светло-зеленую или белую окраску из-за отсутствия хлорофилла – это этиолированные растения или их части. Примером таковых являются внутренние листья кочана белокочанной капусты, подземные побеги спаржи.

Хлоропласты высших растений имеют форму двояковыпуклой линзы, размером 4-6 мкм. Они располагаются в паренхимных клетках листьев и других органов. Число их в клетке варьирует от 25 до 100 (Рис. 2).

У водорослей пластиды могут иметь разнообразную форму (рис. 3): звездчатую, лентовидную, чашевидную и т.д. Они как правило более крупные, чем в клетках высших растений, и называются хроматофорами (от греч. хромос – цвет, форос – нести).

	Рис. 3. Форма хлоропластов (хроматофоров) водорослей: 1. лентовидный – у спирогиры, 2 - сетчатый – у гидродикциона (водяной сеточки), 3 - чашевидный – у хламидомонады

В хлоропластах имеется своя собственная белоксинтезирующая система, включающая кольцевую ДНК, рибосомы, тРНК. Здесь же сосредоточены многие витамины (групп В, К, Е, Д) и их производные, зерна крахмала, 80% железа, 70% цинка, 50% меди от всего количества этих элементов в листе.

Внутреннее пространство хлоропластов заполнено бесцветным веществом – стромой и пронизано мембранами (ламеллами). Ламеллы, соединенные друг с другом, образуют подобие пузырьков – тилакоидов (от греч. тилакоидос – мешок). В хлоропластах встречаются тилакоиды двух типов:

· короткие тилакоиды, собранные в стоки (граны) и расположенные друг над другом. Их мембраны называются ламеллами гран, главным образом на них сосредоточен хлорофилл.

· длинные тилакоиды, расположенные параллельно друг другу и пронизывающие строму (ламеллы стромы). На них хлорофилл встречается редко.

Короткие и длинные ламеллы на поверхности содержат округлые частицы, несущие фермент АТФ-азу, катализирующий синтез АТФ.

Именно здесь, на мембранах тилакоидов, происходят световые реакции фотосинтеза - поглощение хлорофиллом световых лучей и превращение энергии света в энергию возбужденных электронов.

Темновые реакции фотосинтеза протекают в строме. Первое органическое вещество - глюкоза, образующаяся в процессе фотосинтеза, дает начало всему многообразию органических веществ, синтезируемых в растении и составляющих его тело.

В хлоропластах большинства водорослей гран нет (рис. 4), а ламеллы стромы располагаются одиночно или собраны в группы по 2-20 шт.

У ряда высших растений (кукуруза, ананас, сорго и др.) могут присутствовать хлоропласты двух типов – с гранами и без гран (агранальные) (рис. 5).

Для этих растений характерен особый тип протекания фотосинтеза, т.н. С₄-путь (цикл Хетча-Слэка), который является более эффективным по сравнению с традиционным – С₃-путем (циклом Кальвина).

Хлоропласты способны перемещаться по клетке. На слабом свету они концентрируются под стенкой, обращенной к свету. При этом они обращаются к свету своей большей поверхностью. Если свет слишком интенсивен, они поворачиваются к нему ребром и выстраиваются вдоль стенок, параллельных лучам света. Такие перемещения хлоропластов называются фототаксисом.

Хлоропласты обладают известной автономией в системе клетки - это полуавтономные органеллы в известном отношении напоминающие бактерий.

Черты сходства хлоропластов и бактерий:

· рибосомы, как бактерий, так и хлоропластов на одну треть меньше рибосом эукариот.

· синтез белка на рибосомах бактерий и хлоропластов подавляется некоторыми антибиотиками (например, стрептомицином), не оказывающим подобного действия в клетках эукариот.

· и бактерии, и хлоропласты имеют один или несколько нуклеоидов - светлых, лишенных гран участков, содержащих ДНК.

· ДНК пластид и бактерий организована сходным образом: не окружена мембраной, имеет кольцевую форму,

· бактерии и хлоропласты способны размножаться простым делением.

Поиск по сайту: